Совершенствование конструкции распределителя газомеханического волнообразователя

Михаил Николаевич Каракулов; Д В Старшев; Е С Коробейникова

doi:10.22213/2413-1172-2022-1-38-43

Авторы

М. Н. Каракулов Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Д. В. Старшев Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Е. С. Коробейникова Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2022-1-38-43

Ключевые слова:

газомеханический волнообразователь, механизм, золотник, конструкция, распределитель

Аннотация

В современной промышленности актуален вопрос повышения надежности работы того или иного механизма, особенно когда работа проходит в агрессивной среде. Нефтяные и газодобывающие компании как никто другой заинтересованы в решении этих проблемы. В статье приведен пример решения одной из проблем современной промышленности - совершенствование конструкции распределителя газомеханического волнообразователя. Такие устройства применяются для генерации волны деформации гибких элементов газогидравлических двигателей и управления работой этих устройств. Применение газогидравлических двигателей с газомеханическими волнообразователями обусловлено возможностью их работы с использованием потенциальной энергии, транспортируемой по газопроводу среды, что позволяет использовать их в удаленных регионах с низким уровнем развития инфраструктуры, например, в районах Крайнего Севера. Малоизученным остается вопрос определения момента страгивания распределительного механизма и упрощение его конструкции. Рассмотрены варианты конструкции распределителя газомеханического волнообразователя опытного образца плунжерного газогидравлического двигателя. Охарактеризованы положительные и отрицательные стороны использования в приводе распределителя дополнительных реверсирующих механизмов. В качестве путей совершенствования предложены варианты модификации геометрии золотника распределителя, выраженной добавлением пазов, благодаря чему происходит срабатывание устройства с использованием давления транспортируемой среды. Расчеты показали, каким образом необходимо расположить пазы, как определить угол их смещения для обеспечения срабатывания. Получена зависимость, позволяющая определить величину вращающего момента, возникающего на валу золотника распределителя. Установлено, что на величину вращающего момента значительное влияние оказывает угол смещения пазов золотника.

Биографии авторов

М. Н. Каракулов, Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор

Д. В. Старшев, Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент

Е. С. Коробейникова, Воткинский филиал ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

студент

Библиографические ссылки

Кареев В. Н. Пневмомеханический генератор волновой передачи. Волновые передачи. М.: СТАНКИН, 1970. 240 с.

Кареев В. Н., Крахин О. И. Плунжерный пневмомеханический генератор волновых передач. Волновые передачи. М.: СТАНКИН, 1975. 256 с.

Gravagno F., Mucino V. and Pennestri E. The Mechanical Efficiency of Harmonic Drives: A Simplified Model. J. of Mechanical Design, 2020, pp. 1-17. DOI: 10.1115/1.4048412.

Hu Q., Liu Z., Cai L., Yang C., Zhang T. and Wang G. Research on Prediction Method of Transmission Accuracy of Harmonic Drive.International Power Transmission and Gearing Conference, 2019, vol. 10, pp. 54-58. DOI: 10.1115/DETC2019-97214.

Koktavy S., Yudell, A. and Van de Ven J.Design of a Crank-Slider Spool Valve for Switch-Mode Circuits With Experimental Validation. J. of Dynamic Systems, Measurement and Control, 2017, no. 140, pp. 141-146. DOI: 10.1115/1.4038537.

Maiti R. and Roy A. A Wave Generator of New Concept for Flex Gear of Harmonic Drive With Pure Involute Tooth Gear Pairs.8th International Power Transmission and Gearing Conference, 2017, vol. 6, pp. 70-78. DOI: 0.1115/DETC2000/PTG-14458.

Schmidt L., Liedhegener M., Bech M. and Andersen T. Dynamic Analysis and Characterization of Conventional Hydraulic Power Supply Units. BATH/ASME 2016 Symposium on Fluid Power and Motion Control, 2016, pp. 75-79. DOI: 10.1115/FPMC2016-1756.

Xie F., Zhang J., Han Y., Wu C., Zhao Z. and Zhan M. Three-Dimensional Spatial Meshing Quality Pre-Control of Harmonic Drive Based on Double-Circular-Arc Tooth Profile.International Power Transmission and Gearing Conference, 2019, vol. 10, pp. 194-198. DOI: 10.1115/DETC2019-97228.

Yu S., Zhifei G., Gaotong L. and Qiang L. Design of measurement and control system for the efficiency test of spacecraft harmonic drive mechanism. 8th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE), 2017, pp. 110-115. DOI: 10.1109/ICMAE.2017.8038735.

Pennestrì E. and Valentini P. Kinematics and Enumeration of Combined Harmonic Drive Gearing. J. of Mechanical Design, 2016, no. 137, pp. 111-116. DOI: 10.1115/1.4031590.

Boyce-Erickson G., Fulbright N., Voth J., Chase T., Li P. and Van de Ven J. Mechanical and Hydraulic Actuation Strategies for Mainstage Spool Valves in Hydraulic Motors. ASME/BATH 2019 Symposium on Fluid Power and Motion Control, 2019, pp. 106-110. DOI: 10.1177/09596518JSCE1037.

Васин С. А., Плахотникова Е. В. Методика расчета величины крутящего момента настройки электропривода в системе электроприводной запорной арматуры с прямолинейным перемещением запорного органа // Записки Горного института. 2018. № 232. C. 407.

Cиловой анализ двухпоточных гидромеханических передач / В. М. Шарипов, Ю. С. Щетинин, С. В. Гаев, О. В. Трошкин // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 2. С. 35-41.

Гудков В. В., Дементьев М. Р. Сравнительные характеристики волновых зубчатых и фрикционных передач // Евразийское научное объединение. 2017. Т. 1, № 10 (32). С. 36-39.

Ан И. К., Беляев Д. В. Силовые характеристики в волновой передаче с промежуточными телами // Главный механик. 2017. № 12. С. 40-42.

Кинематика и особенности расчета волновой зубчатой передачи / Г. А. Тимофеев, О. В. Егорова, М. В. Самойлова, И. И. Григорьев // Современное машиностроение. Наука и образование. 2016. № 5. С. 250-263. DOI: 10.1872/MMF-2016-25.

Капитонов А. В., Сасковец К. В., Касьянов А. И. Планетарная радиально-плунжерная передача с улучшенными эксплуатационными характеристиками // Вестник Белорусско-Российского университета. 2017. № 3 (56). С. 27-34. DOI: 10.53078/ 20778481-2017-3-27.

Капитонов А. В., Сасковец К. В., Касьянов А. И. Компьютерное 3d-моделирование конструкций и кинематических параметров планетарных малогабаритных передач // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2016. № 11. С. 34-40.

Сасковец К. В., Капитонов А. В., Лебедев М. В. Новые конструкции и методы оценки точности планетарных радиально-плунжерных передач // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2019. № 1 (76). С. 3-9.

Башта Т. М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Машиностроение, 1972. 320 с.